【SDN（概要・従来のNW機器の構成要素）
について】
1-1 従来のネットワーク機器の構成要素
従来のネットワーク機器は、データを転送するためにルーティングテーブルやMACアドレステーブルを作成し、保持する。
データが届くと、宛先IPアドレス/宛先MACアドレスをテーブルから検索し、送り先を決定し、次の機器へと転送していく。
ネットワーク機器は、この一連の処理の中で、テーブルの作成とデータの転送という異なる処理を行っている。
この様な役割の異なる処理や機能を、大きく下記の３つに分類している。
◆データプレーン（データ転送機能）
◆コントロールプレーン（制御機能）
◆マネジメントプレーン（管理機能）
■データプレーン（データ転送機能）
データプレーンは、ネットワーク機器がデータの転送処理を行う部分になる。受信したデータの宛先をテーブルから検索し、送り先を決定し、データを転送する。
例として、スイッチがVLAN5のインターフェイスでフレームを受信したら、MACアドレステーブル内のVLAN5のエントリに基づいて転送先を決定し、フレームを転送する。
転送に伴うセキュリティACLによるフィルタリング、QoSの処理なども必要に応じて行う。
■コントロールプレーン（制御機能）
コントロールプレーン（制御機能）は、データプレーンを制御する部分になり、データパケットの転送、つまり送信元から宛先へのデータの送信方法に関連するすべてを管理する。
具体的には、ルーティングテーブルの作成、管理、転送、ネットワークポリシーの確立、ルーティングプロトコルの管理、ネットワークトポロジーの作成など、さまざまな機能とプロセスを担当する。
各種プロトコルによって隣接機器と情報を交換し、レイヤ2とレイヤ3の転送処理などを行うために必要な情報を維持管理する。
下図の各ルーターでダイナミックルーティングが設定されている場合、コントロールプレーン上でルーティングプロトコルが動作し、ルーティングテーブルを作成していく。
そして、データプレーンが完成したテーブルを参照してパケットの転送先を決定し、送出していく。
■マネジメントプレーン（管理機能）
マネジメントプレーンは、ネットワーク機器の構成・設定管理する部分で、管理者がネットワーク機器にアクセスし、設定、監視を行うための機能。
マネジメントプレーンを操作する事で、設定した内容が、データプレーンやコントロールプレーンに反映される。
TELNET、SSH、SNMPなどの様々な管理用プロトコルにより、ユーザに対する機器の操作・管理の機能を提供する。
1-2 SDNとは
SDNとは、ソフトウェアによって、ネットワークを管理・制御するための新しい考え方と、それに基づいたネットワークを構成し、柔軟かつ動的に設定・変更する技術のこと。
従来のネットワークでは、通信機器の1台ずつが独立したOS/制御ソフトから構成され、経路選択機能やデータ転送機能も機能固有のため、トラフィックの状況やネットワークの拡張/保守に応じた最適な経路変更は困難であった。
SDNでは、ネットワーク制御とデータ転送処理を分離し、サーバー側のソフトウェアでデータ転送処理をのみを行う機器を動的に制御する。
つまり、SDNではデータプレーンの処理とコントロールプレーンの処理を分けて考える。
ネットワーク上に配置された各機器は、データプレーンの機能である「転送処理」だけを行い、コントロールプレーンで行う各種テーブル作成等の処理は、ネットワーク上に配置した「SDNコントローラー」で集約し、一括で行う。従来のネットワークでは、機器ごとに個別に設定を行い、コントロールプレーンも、それぞれの機器に分散されているネットワーク機器になる。
それに対し、SDNを実装したネットワークでは、SDNコントローラー上にコントロールプレーンの機能が集約し、SDNコントローラーで集中管理・集中制御を行う。この構成では、各ネットワーク機器上では、データプレーンのみが動作する。
IPアドレスや通信経路等の設定作業を、ソフトウェアで自動的に行えるため、大規模ネットワークの構築・管理コストの削減が可能。
について】
1-1 従来のネットワーク機器の構成要素
従来のネットワーク機器は、データを転送するためにルーティングテーブルやMACアドレステーブルを作成し、保持する。
データが届くと、宛先IPアドレス/宛先MACアドレスをテーブルから検索し、送り先を決定し、次の機器へと転送していく。
ネットワーク機器は、この一連の処理の中で、テーブルの作成とデータの転送という異なる処理を行っている。
この様な役割の異なる処理や機能を、大きく下記の３つに分類している。
◆データプレーン（データ転送機能）
◆コントロールプレーン（制御機能）
◆マネジメントプレーン（管理機能）
■データプレーン（データ転送機能）
データプレーンは、ネットワーク機器がデータの転送処理を行う部分になる。受信したデータの宛先をテーブルから検索し、送り先を決定し、データを転送する。
例として、スイッチがVLAN5のインターフェイスでフレームを受信したら、MACアドレステーブル内のVLAN5のエントリに基づいて転送先を決定し、フレームを転送する。
転送に伴うセキュリティACLによるフィルタリング、QoSの処理なども必要に応じて行う。
■コントロールプレーン（制御機能）
コントロールプレーン（制御機能）は、データプレーンを制御する部分になり、データパケットの転送、つまり送信元から宛先へのデータの送信方法に関連するすべてを管理する。
具体的には、ルーティングテーブルの作成、管理、転送、ネットワークポリシーの確立、ルーティングプロトコルの管理、ネットワークトポロジーの作成など、さまざまな機能とプロセスを担当する。
各種プロトコルによって隣接機器と情報を交換し、レイヤ2とレイヤ3の転送処理などを行うために必要な情報を維持管理する。
下図の各ルーターでダイナミックルーティングが設定されている場合、コントロールプレーン上でルーティングプロトコルが動作し、ルーティングテーブルを作成していく。
そして、データプレーンが完成したテーブルを参照してパケットの転送先を決定し、送出していく。
■マネジメントプレーン（管理機能）
マネジメントプレーンは、ネットワーク機器の構成・設定管理する部分で、管理者がネットワーク機器にアクセスし、設定、監視を行うための機能。
マネジメントプレーンを操作する事で、設定した内容が、データプレーンやコントロールプレーンに反映される。
TELNET、SSH、SNMPなどの様々な管理用プロトコルにより、ユーザに対する機器の操作・管理の機能を提供する。
1-2 SDNとは
SDNとは、ソフトウェアによって、ネットワークを管理・制御するための新しい考え方と、それに基づいたネットワークを構成し、柔軟かつ動的に設定・変更する技術のこと。
従来のネットワークでは、通信機器の1台ずつが独立したOS/制御ソフトから構成され、経路選択機能やデータ転送機能も機能固有のため、トラフィックの状況やネットワークの拡張/保守に応じた最適な経路変更は困難であった。
SDNでは、ネットワーク制御とデータ転送処理を分離し、サーバー側のソフトウェアでデータ転送処理をのみを行う機器を動的に制御する。
つまり、SDNではデータプレーンの処理とコントロールプレーンの処理を分けて考える。
ネットワーク上に配置された各機器は、データプレーンの機能である「転送処理」だけを行い、コントロールプレーンで行う各種テーブル作成等の処理は、ネットワーク上に配置した「SDNコントローラー」で集約し、一括で行う。従来のネットワークでは、機器ごとに個別に設定を行い、コントロールプレーンも、それぞれの機器に分散されているネットワーク機器になる。
それに対し、SDNを実装したネットワークでは、SDNコントローラー上にコントロールプレーンの機能が集約し、SDNコントローラーで集中管理・集中制御を行う。この構成では、各ネットワーク機器上では、データプレーンのみが動作する。
IPアドレスや通信経路等の設定作業を、ソフトウェアで自動的に行えるため、大規模ネットワークの構築・管理コストの削減が可能。
